CN107219042B - 单向活门气密性能自动测试设备及测试方法 - Google Patents

单向活门气密性能自动测试设备及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单向活门气密性能自动测试设备，包括机架，所述机架包括正面和背面，机架上设有一仪器面板，所述仪器面板上设有一工控机，机架内设有产品接入装置、视觉系统、升降水槽、管路模块、控制器和伸缩机构，本发明提高了活门测试的自动化程度，缩短了测试时间。能自动配置测试活门工艺流程和参数，从而取消了传统测试工艺规程编制工作。能根据计算机内部固化的工艺测试参数，自动闭环控制活门试验过程压力参数值，提高了测试过程精度，消除了人工调压引入的误差，实现无人化操作。4、试验测试通过图像处理进行自动识别并输出结果，无需人眼观察并手动记录结果，有较高的自动化程度。

Description

单向活门气密性能自动测试设备及测试方法
技术领域
本发明涉及一种气密测试设备及测试方法，尤其涉及一种单向活门气密性能自动测试设备及测试方法。
背景技术
单向活门是液压、气动控制系统的重要执行元件，气密性是评价活门产品性能好坏的关键指标，单向活门气密性能稳定性差容易引起泄露，将直接影响液压、气动控制系统的整体工作性能异常，甚至引发安全事故，造成重大经济损失。
气密性能测试为单向活门产品检测的重要环节。但现有技术的活门气密性能测试设备自动化程度低，压力控制精度和稳定性差，缺乏测试过程参数监控；且测试过程控制需手动操控配气供压、机械压力表显示、秒表计时和人工记录，测试结果依靠人工判定，人为因素对测试误差结果影响大。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，能实现工艺流程定制化、控制自动化、过程数字化、结果可判化，提高了测试过程中的控制精度、自动化程度、降低了工人的劳动强度、提高了测试效率和测试结果的准确性单向活门气密性能自动测试设备及测试方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种单向活门气密性能自动测试设备，包括机架，所述机架包括正面和背面，机架上设有一仪器面板，所述仪器面板上设有一工控机，机架下部设有一PLC逻辑控制器，所述PLC逻辑控制器与工控机通信，机架内设有产品接入装置、视觉系统、升降水槽、管路模块、控制器和伸缩机构，
所述产品接入装置整体为一弯管，固定在机架正面上部，弯管中部断开并设有安装待测单向活门的接头，所述单向活门包括活门入口和活门出口，所述接头与活门入口和活门出口匹配，弯管两端与管路模块连通，所述管路模块位于机架内下部，用于提供不同压力的气源；
所述视觉系统位于产品接入装置一侧，包括安全盒，安全盒内设有一酒精槽和一相机，所述酒精槽透明，顶部设有一气泡引出管，所述气泡引出管与活门出口的弯管接头接通，相机位于酒精槽一侧并正对酒精槽，酒精槽另一侧设有为相机提供照明的光源；
所述升降水槽位于产品接入装置正下方，所述升降水槽包括水槽和控制水槽上下运动的升降控制器，所述升降控制器能控制水槽升降淹没或不淹没产品接入装置中的待测活门；
所述伸缩机构包括平板和控制平板水平伸缩的伸缩控制器，所述伸缩机构位于机架背面，且当平板伸出时，正好位于产品接入装置和升降水槽间形成一工作台面；
所述相机、光源与PLC逻辑控制器连接，由控制器控制光源强度和相机拍照，所述升降控制器、伸缩控制器也与PLC逻辑控制器连接，由控制器控制其运动。
作为优选：所述安全盒内设有一卡座，所述光源和酒精槽均通过卡座与安全盒可拆卸连接，所述管路模块还连接有数个压力数显表，所述压力数显表设置在仪器面板上。
作为优选：所述产品接入装置为多个，在机架上并排设置。
作为优选：所述升降控制器包括位于上部的支撑板和位于下部的底板，二者通过数根立柱固定连接，支撑板和底板间还设有一丝杆，所述丝杆两端分别通过轴承与支撑板和底板旋转连接，底板一侧设有升降控制电机，所述升降控制电机与底板上的轴承连接，驱动丝杆旋转，所述丝杆上设有螺母，螺母上固定有与支撑板平行的连接板，所述连接板上表面固定有贯穿支撑板并与水槽底部固定连接的导柱，所述连接板上设有供导柱穿过并上下运动的导柱孔，所述水槽底部设有一出水管。
作为优选：所述伸缩控制器包括两导向条、两导向条分别位于平板两侧，水平设置且固定在机架上，两导向条朝相对的一面沿其长度方向设有水平的导向槽，所述平板两侧位于导向槽内，两导向条下方分别设有一与之平行且与机架固定连接的齿条，齿条上分别设有一能沿其长度方向移动的带轮，两带轮间设有控制其同步运动的同步带，同步带上设有张紧轮，所述带轮、张紧轮均通过转轴固定在平板下表面，平板上表面设有去顶同步带旋转的伸缩控制电机，一导向槽的两端还分别设有一限位开关。
作为优选：所述机架下部外壁设有对开门，机架上部正面设有遮挡产品接入装置和视觉系统的滑动门，所述仪器面板倾斜设置与滑动门上表面夹角为120度。
作为优选：所述架体内设有隔板，将其区分为独立的空间。
作为优选：所述管路模块上设有电磁阀、仪器面板上还设有手动控制升降控制器、伸缩控制器的控制按钮，所述电磁阀、控制按钮均与PLC逻辑控制器连接。
作为优选：一种单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，包括以下步骤：
（1）将两个单项活门被测产品接入单向活门气密性能自动测试设备中，一个产品被测，另外一个产品待测试，打开单向活门气密性能自动测试设备，进入测试程序，设备进行管路模块闭环压力自检；
（2）工控机内预存各活门产品代号、和应的测试项目流程及参数，输入活门产品代号，自动配置测试项目流程及参数，若工控机内无被测活门产品代号，手动配置测试项目流程及参数，工控机自动记忆存储；
（3）进入产品测试程序，PLC逻辑控制器实时采集管路模块中压力数据，通过与工控机数据交换、反馈，形成管路系统压力调节闭环控制；
（4）外气密测试，单向活门气密测试结果使用气泡方法检验，测试活门外气密，升降水槽上升将活门浸入透明液体中，人眼观察气泡产生情况；
（5）活门内气密测试结果判定，通过气泡引出管引导气泡进入视觉系统酒精槽中，相机抓拍酒精槽中气泡图像传入工控机，最终通过图像识别技术判定被测活门内气密性能。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将各部件集中在机架上，由工控机和控制系统控制，实现活门的自动化测试，提高了活门测试的自动化程度，缩短了测试时间。结合工业技术机，在工控机内根据活门的产品代号预存工艺测试参数，能实现自动闭环控制活门试验过程压力参数值，提高了测试过程精度，消除了人工调压引入的误差，实现无人化操作。试验测试通过相机采集后送入工控机中进行图像处理，自动识别并输出结果，无需人眼观察并手动记录结果，有较高的自动化程度。
附图说明
图1为本发明正面的结构示意图；
图2为本发明背面的结构示意图；
图3为本发明安装对开门和滑动门的结构示意图；
图4为视觉系统结构示意图；
图5为升降水槽结构示意图；
图6为伸缩机构的主视图；
图7为图6的仰视图。
图中：1、机架；2、工控机；3、控制按钮；4、压力数显表；5、视觉系统；6、水槽；7、管路模块；8、PLC逻辑控制器；9、伸缩机构；10、产品接入装置；11、仪器面板；12、滑动门；13、待测单向活门；14、对开门；15、安全盒；16、光源；17、气泡引出管；18、酒精槽；19、卡座；20、相机；21、底板；22、立柱；23、支撑板；24、出水管；25、电机座；26、连接板；27、导柱；28、轴承；29、丝杆；30、升降控制电机；31、导向条；32、齿条；33、平板；34、同步带；35、张紧轮；36、带轮；37、伸缩控制电机；38、限位开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1到图7，一种单向活门气密性能自动测试设备，包括机架1，所述机架1包括正面和背面，机架1上设有一仪器面板11，所述仪器面板11上设有一工控机2，机架1下部设有一PLC逻辑控制器8，所述PLC逻辑控制器8与工控机2通信，机架1内设有产品接入装置10、视觉系统5、升降水槽、管路模块7、控制器和伸缩机构9，
所述产品接入装置10整体为一弯管，固定在机架1正面上部，弯管中部断开并设有安装待测单向活门13的接头，所述单向活门包括活门入口和活门出口，所述接头与活门入口和活门出口匹配，弯管两端与管路模块7连通，所述管路模块7位于机架1内下部，用于提供不同压力的气源；
所述视觉系统5位于产品接入装置10一侧，包括安全盒15，安全盒15内设有一酒精槽18和一相机20，所述酒精槽18透明，顶部设有一气泡引出管17，所述气泡引出管17与活门出口的弯管接头接通，相机20位于酒精槽18一侧并正对酒精槽18，酒精槽18另一侧设有为相机20提供照明的光源16；
所述升降水槽位于产品接入装置10正下方，所述升降水槽包括水槽6和控制水槽6上下运动的升降控制器，所述升降控制器能控制水槽6升降淹没或不淹没产品接入装置10中的待测活门；
所述伸缩机构9包括平板33和控制平板33水平伸缩的伸缩控制器，所述伸缩机构9位于机架1背面，且当平板33伸出时，正好位于产品接入装置10和升降水槽间形成一工作台面；
所述相机20、光源16与PLC逻辑控制器8连接，由控制器控制光源16强度和相机20拍照，所述升降控制器、伸缩控制器也与PLC逻辑控制器8连接，由控制器控制其运动。
本实施例中：所述安全盒15内设有一卡座19，所述光源16和酒精槽18均通过卡座19与安全盒15可拆卸连接，所述管路模块7还连接有数个压力数显表4，所述压力数显表4设置在仪器面板11上，所述产品接入装置10为多个，在机架1上并排设置，为了便于描述，本实施例具体选用两个。
所述升降控制器包括位于上部的支撑板23和位于下部的底板21，二者通过数根立柱22固定连接，支撑板23和底板21间还设有一丝杆29，所述丝杆29两端分别通过轴承28与支撑板23和底板21旋转连接，底板21一侧设有升降控制电机30，升降控制电机30通过电机座25固定在底板21上，所述升降控制电机30与底板21上的轴承28连接，驱动丝杆29旋转，所述丝杆29上设有螺母，螺母上固定有与支撑板23平行的连接板26，所述连接板26上表面固定有贯穿支撑板23并与水槽6底部固定连接的导柱27，所述连接板26上设有供导柱27穿过并上下运动的导柱27孔，所述水槽6底部设有一出水管24。
所述伸缩控制器包括两导向条31、两导向条31分别位于平板33两侧，水平设置且固定在机架1上，两导向条31朝相对的一面沿其长度方向设有水平的导向槽，所述平板33两侧位于导向槽内，两导向条31下方分别设有一与之平行且与机架1固定连接的齿条32，齿条32上分别设有一能沿其长度方向移动的带轮36，两带轮36间设有控制其同步运动的同步带34，同步带34上设有张紧轮35，所述带轮36、张紧轮35均通过转轴固定在平板33下表面，平板33上表面设有去顶同步带34旋转的伸缩控制电机37，一导向槽的两端还分别设有一限位开关38。
所述机架1下部外壁设有对开门14，机架1上部正面设有遮挡产品接入装置10和视觉系统5的滑动门12，所述仪器面板11倾斜设置与滑动门12上表面夹角为120度。
所述架体内设有隔板，将其区分为独立的空间。
所述管路模块7上设有电磁阀、仪器面板11上还设有手动控制升降控制器、伸缩控制器的控制按钮3，所述电磁阀、控制按钮3均与PLC逻辑控制器8连接。
实际控制中，工控机2和PLC逻辑控制器8相互配合，PLC逻辑控制器8主要用于采集按钮信息、控制气路中各电磁阀的启闭、同时处理部分模拟信号，而工控机2主要用于数据存储、运算等操作。
一种单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，包括以下步骤：
（1）将两个单项活门被测产品接入单向活门气密性能自动测试设备中，一个产品被测，另外一个产品待测试，打开单向活门气密性能自动测试设备，进入测试程序，设备进行管路模块7闭环压力自检；
（2）工控机2内预存各活门产品代号、和应的测试项目流程及参数，输入活门产品代号，自动配置测试项目流程及参数，若工控机2内无被测活门产品代号，手动配置测试项目流程及参数，工控机2自动记忆存储；
（3）进入产品测试程序，PLC逻辑控制器8实时采集管路模块7中压力数据，通过与工控机2数据交换、反馈，形成管路系统压力调节闭环控制；
（4）外气密测试，单向活门气密测试结果使用气泡方法检验，测试活门外气密，升降水槽上升将活门浸入透明液体中，人眼观察气泡产生情况；
（5）活门内气密测试结果判定，通过气泡引出管17引导气泡进入视觉系统5酒精槽18中，相机20抓拍酒精槽18中气泡图像传入工控机2，最终通过图像识别技术判定被测活门内气密性能。
本发明将产品接入装置10、视觉系统5、升降水槽、管路模块7、控制器和伸缩机构9等集中在一起，通过控制，可以控制升降水槽升降，从而检查活门的内外气密性，还能控制伸缩机构9，当平板33伸出时，正好位于产品接入装置10和升降水槽间形成一工作台面。
本发明再结合软件，通过工控机2、PLC逻辑控制器8的结合，能实现单向活门气密测试过程中工艺流程定制化、控制自动化、过程数字化、结果可判化，提高了测试过程中的控制精度、自动化程度、降低了工人的劳动强度、提高了测试效率和测试结果的准确性。

Claims (7)

1.一种单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，所述单向活门气密性能自动测试设备包括机架，所述机架包括正面和背面，机架上设有一仪器面板，所述仪器面板上设有一工控机，机架下部设有一PLC逻辑控制器，所述PLC逻辑控制器与工控机通信，其特征在于：
机架内设有产品接入装置、视觉系统、升降水槽、管路模块、控制器和伸缩机构；
所述产品接入装置整体为一弯管，固定在机架正面上部，弯管中部断开并设有安装待测单向活门的接头，所述单向活门包括活门入口和活门出口，所述接头与活门入口和活门出口匹配，弯管两端与管路模块连通，所述管路模块位于机架内下部，用于提供不同压力的气源；
所述视觉系统位于产品接入装置一侧，包括安全盒，安全盒内设有一酒精槽和一相机，所述酒精槽透明，顶部设有一气泡引出管，所述气泡引出管与活门出口的弯管接头接通，相机位于酒精槽一侧并正对酒精槽，酒精槽另一侧设有为相机提供照明的光源；
所述升降水槽位于产品接入装置正下方，所述升降水槽包括水槽和控制水槽上下运动的升降控制器，所述升降控制器能控制水槽升降淹没或不淹没产品接入装置中的待测活门；
所述伸缩机构包括平板和控制平板水平伸缩的伸缩控制器，所述伸缩机构位于机架背面，且当平板伸出时，正好位于产品接入装置和升降水槽间形成一工作台面；
所述相机、光源与PLC逻辑控制器连接，由控制器控制光源强度和相机拍照，所述升降控制器、伸缩控制器也与PLC逻辑控制器连接，由控制器控制其运动；
测试方法包括以下步骤：
(1)将两个单项活门被测产品接入单向活门气密性能自动测试设备中，一个产品被测，另外一个产品待测试，打开单向活门气密性能自动测试设备，进入测试程序，设备进行管路模块闭环压力自检；
(2)工控机内预存各活门产品代号、和应的测试项目流程及参数，输入活门产品代号，自动配置测试项目流程及参数，若工控机内无被测活门产品代号，手动配置测试项目流程及参数，工控机自动记忆存储；
(3)进入产品测试程序，PLC逻辑控制器实时采集管路模块中压力数据，通过与工控机数据交换、反馈，形成管路系统压力调节闭环控制；
(4)外气密测试，单向活门气密测试结果使用气泡方法检验，测试活门外气密，升降水槽上升将活门浸入透明液体中，人眼观察气泡产生情况；
(5)活门内气密测试结果判定，通过气泡引出管引导气泡进入视觉系统酒精槽中，相机抓拍酒精槽中气泡图像传入工控机，最终通过图像识别技术判定被测活门内气密性能。
2.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述安全盒内设有一卡座，所述光源和酒精槽均通过卡座与安全盒可拆卸连接，所述管路模块还连接有数个压力数显表，所述压力数显表设置在仪器面板上。
3.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述产品接入装置为多个，在机架上并排设置。
4.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述升降控制器包括位于上部的支撑板和位于下部的底板，二者通过数根立柱固定连接，支撑板和底板间还设有一丝杆，所述丝杆两端分别通过轴承与支撑板和底板旋转连接，底板一侧设有升降控制电机，所述升降控制电机与底板上的轴承连接，驱动丝杆旋转，所述丝杆上设有螺母，螺母上固定有与支撑板平行的连接板，所述连接板上表面固定有贯穿支撑板并与水槽底部固定连接的导柱，所述连接板上设有供导柱穿过并上下运动的导柱孔，所述水槽底部设有一出水管。
5.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述伸缩控制器包括两导向条、两导向条分别位于平板两侧，水平设置且固定在机架上，两导向条朝相对的一面沿其长度方向设有水平的导向槽，所述平板两侧位于导向槽内，两导向条下方分别设有一与之平行且与机架固定连接的齿条，齿条上分别设有一能沿其长度方向移动的带轮，两带轮间设有控制其同步运动的同步带，同步带上设有张紧轮，所述带轮、张紧轮均通过转轴固定在平板下表面，平板上表面设有去顶同步带旋转的伸缩控制电机，一导向槽的两端还分别设有一限位开关。
6.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述机架下部外壁设有对开门，机架上部正面设有遮挡产品接入装置和视觉系统的滑动门，所述仪器面板倾斜设置与滑动门上表面夹角为120度。
7.根据权利要求1所述的单向活门气密性能自动测试设备的测试方法，其特征在于：所述管路模块上设有电磁阀、仪器面板上还设有手动控制升降控制器、伸缩控制器的控制按钮，所述电磁阀、控制按钮均与PLC逻辑控制器连接。
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